越来越多的研究表明印度洋在全球气候系统中起着重要的作用,而且观测表明印度洋在全球海洋中表现出最突出的增暖趋势。本文综合利用观测资料、IPCC模式输出以及系统的海-气耦合模式敏感性实验来研究印度洋增暖趋势的空间分布形态及其形成机制。观测资料分析显示二十世纪热带印度洋产生了类似于正偶极子状增暖趋势,表现为赤道西印度洋增暖多,赤道东南印度洋增暖少。IPCC-AR4多模式模拟表明这种偶极子状的增暖趋势将在21世纪持续下去。已有的一些研究猜想认为这是由于全球变暖导致水循环改变而使得Walker环流减弱所导致。本论文利用海-气耦合模式FOAM来进行全球变暖背景下一系列敏感性实验,提出了新的不同观点:伴随全球变暖,印度洋与亚洲大陆之间的海陆热力差异增大,引起了热带印度洋强对流中心北移,产生反气旋异常风场,诱发了赤道东风异常,从而导致了正偶极子状增暖趋势,局地的海气耦合正反馈机制维持了此增暖趋势,从而调节了热带大气环流对全球变暖的响应,而Walker环流的减弱主要是由于热带海-气耦合产生的结果,而不是直接由全球增暖水循环改变所导致。本文还利用IPCC-AR4多模式和FOAM模式模来研究全球变暖场景之后亚洲夏季风环流和降水的改变存在着一种对立现象的机制。利用FOAM模式,通过系统改变海洋增暖信号,表明季风环流的减弱是由于印度洋的变暖加强了中上层大气的变暖从而降低了印度洋和亚洲大陆中上层大气的经向热梯度而引起的;季风降水的增强是由于印度洋的变暖增加了海洋上空的水汽量,通过夏季风的输送增多了东南亚大陆的水汽含量,从而加强了亚洲夏季风的降水,研究还发现太平洋的增暖在亚洲夏季风对全球变暖的响应中起到了抑制的作用。